Resumen

FLUIDOS DE CORTE

Son productos generalmente líquidos de composición más o menos compleja, que se adicionan en el sistema pieza- herramienta-viruta de una operación de mecanizado, a fin de lubricar y eliminar el calor producido para lo que se utilizan aceites, emulsiones y soluciones. Estos productos reciben con frecuencia, el nombre genérico de "aceites de corte"(cutting oils). Sin embargo, esta denominación no es del todo apropiada, si se tiene en cuenta que algunos de estos productos no contienen la más mínima cantidad de aceite mineral en su composición. Por tanto, la designación "fluidos de corte"(cutting fluids) o si se quiere "fluidos de mecanizado (metalworking fluids) resulta más correcta. La mayoría de ellos se encuentran formulados en base a un aceite de base mineral, vegetal o sintético, siendo el primero el más utilizado, pudiendo llevar varios aditivos (antiespumantes, aditivos extrema presión, antioxidantes, biocidas, solubilizadores, inhibidores de corrosión, etc.)

1. TIPOS DE FLUIDOS DE CORTE

Aceites integros Emulsiones oleosas Las soluciones semisintetuicas Soluciones sintéticas

1.1 Los aceiutes integros : Son compuestos por aceite mineral, vegetal o mixto

1.2 Los tres últimos tipos mencionados anteriormente son soluciones acuosas diluidas al 3,5% como media, y reciben el nombre genérico de taladrinas TALADRINA.

La taladrina o aceite de corte es un producto compuesto por agua y aceites que se

utiliza como lubricante y refrigerante en la industria del mecanizado mecánico, en

operaciones de mecanizado por arranque de viruta.

Las taladrinas pueden contener todas o parte de las sustancias que se enumeran a continuación

Aceites minerales (de tendencias nafténica o parafínica) *.

Aceites animales o vegetales.

Aceites sintéticos (alquilbencenos...).

Emulgentes Catiónicos

- Aniónicos (como Na2SO4) *.

- No iónicos (como trietanolamina, poliglicoleter, alilfenol oxietilo).

Inhibidores de corrosión

- nitritos (NaNO2, nitrito de diciclohexilamonio...) *.

- aminas (mono-bi-trietanolamina, ciclohexilamininas).

- boratos (bacterioestático) y carbonatos.

otros ácido butilbenzoico, ...

Bactericidas-fungicidas (como fenoles, formoles, pentaclorofenoles) *.

Aditivos extrema presión

- parafinas cloradas *.

- aditivos azufrados *.

- aditivos fosforados (dialquilfosfato de cinc...).

- aceites minerales y grasas, alcoholes.

Humectantes o estabilizantes (como poliglicoles, alcoholes y fosfatos de aminas) *.

Antiespumantes (siliconas como dimetilsiloxan).

Colorantes.

Acomplejantes (EDTA).

Metales pesados (molibdeno, cinc).

PROPIEDADES DE LA TALADRINA :

La taladrina mejora las condiciones físicas y químicas del área de contacto entre

los metales, alargando la vida de las herramientas y reduciendo la fricción.

También lleva a cabo labores de refrigeración, evitando el sobrecalentamiento de

las herramientas y las piezas sobre las que éstas operan. Otros efectos son la

evacuación de virutas y limaduras, la prevención del óxido y su efecto limpiador.

UTILIZACIÓN DE LA TALADRINA :

Según su composición y características, el producto se clasifica

en sintético, semisintético y derivados de la emulsión de aceite. Las más utilizadas

son las fórmulas basadas en un aceite mineral.

Las máquinas herramientas que habitualmente utilizan taladrina son el torno,

la fresadora y el taladro.

AGOTAMIENTO:

debido a su uso continuado, las taladrinas pierden sus propiedades y sufren

alteraciones en sus características, se convierten en un residuo peligroso que,

como tal, debe ser gestionado debidamente por la empresa usuaria.

Para su destrucción se emplean diversas técnicas:

Electro floculación, que consiste en la aplicación de corriente eléctrica.

Ultrafiltración, descomposición en membranas.

Evaporación.

Floculación con sales de hierro.

Floculación con floculantes orgánicos.

Osmosis inversa.

2. LAS PRINCIPALES FUNCIONES DE LOS FLUIDOS DE CORTE SON:

Lubricar: Minimizar la fricción entre la herramienta de corte y la pieza a maquinar y también entre la herramienta y la viruta que se genera.Refrigerar: Los fluidos de corte deben mantener una temperatura baja, elimiando el calor que se produce en el proceso de maquinado de piezas metálicas.Proteger contra la corrosión: Los fluidos de corte que son líquidos al entrar en contacto con los metales corroen y oxidan la herramienta de corte,  la pieza a maquinar y hasta la máquina y el tanque de almacenamiento, es por eso que los fluidos de corte deben tener anticorrosivos.

Eliminar la viruta: Los fluidos de corte deben “barrer” con la viruta que encuentran en su camino lejos del maquinado para no que no rayen o interfieran en el buen corte de la pieza.Eliminar bacterias y gérmenes: Los fluidos de corte al ser almacenado debe cumplir con la función de no generar ningún tipo de gérmenes o bacterias para su posterior uso y que no huela mal. Existen una gran variedad de biocidas y se pueden dividir en cuatro grupos principales: Desinfectantes y biocidas en general, Conservadores, pesticidas y otros productos biológicos-biodegradables.

3. PROPIEDADES ESENCIALES QUE LOS FLUIDOS DE CORTE DEBEN POSEER SON LOS SIGUIENTES:

1.Poder refrigerante:Para ser bueno el líquido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de bañar el(paraobtenerelmáximocontacto térmico); un altocalor específico y una elevada conductibilidadtérmica.

2.Poder lubrificante:

. Tiene la función de reducir el coeficiente de rozamientoen una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la caraanterior de la herramienta.Dentro de los fluidos de corte más utilizados se citan los siguientes:1. Aceitesminerales:A esta categoría pertenecenel petróleoy otrosproductosobtenidos de sudestilación; en general, estos aceites tienen un buenpoder refrigerante, pero son poco lubrificantes y poco anti-soldantes. Seemplean para el maquinado de las aleaciones ligeras y algunas veces por lasoperacionesde rectificado. Tienen la ventaja de no oxidarse fácilmente.2. Aceites vegetales:: A éstos pertenecen el aceite de colza y otros obtenidosdeplantaso semillas; tienen buen poder lubricante y también refrigerante,además de tener un escaso poder anti-soldante. Se oxidan con facilidad por ser inestables.3. Aceites mixtos:: Son lasmezclasde aceites vegetales yminerales; losprimeros entran en la proporción de 10% a 30%, Tiene un buen poder lubrificante y refrigerante. Son más económicos que los vegetales.5. Aceites al bisulfuro de molibdeno:: Ofrecen como característica lalubricación a elevadas presiones y la de facilitar el deslizamiento, de la virutasobre la cara de la herramienta; no son adecuados para el maquinado demetales no ferrosos, ya que originan corrosiones en la superficie de las piezastrabajadas, No obstante, existen los aceites llamados" inactivos" obtenidos conmezclas, de bisulfuro de molibdeno y aceites vegetales o animales.6. Aceites emulsionables: Se obtienen mezclando el aceite mineral conagua en las siguientes proporciones:

a) De 3 a 8% para emulsiones diluidas. Tienen un escaso poder lubrificante;se emplean para trabajos ligeros.b) De 8 a 150/0 para emulsione medias. Poseen un discreto poder lubrificante; se -emplean para el maquillado de metales de mediana dureza convelocidades medianamente elevadas.c) De 15 a 30% para emulsiones densas. Presentan un buen poder lubrificante; son adecuados para trabajar los metales duros de la elevadatenacidad. Protegen eficazmente contra las oxidaciones las superficies de laspiezas maquinadas

4. LA ELECCIÓN DEL FLUIDO DE CORTE DEPENDE DE LOS SIGUIENTES PARÁMETROS

maquina operación material tipo de agua

De acuerdo a la calidad de agua :dureza

provoca

- agua blanda - espuma - agua semidura - idónea- agua dura - Jabones insolubles - Dureza - Oxidación

- mayor cantidad - Mayor facilidad de oxidacion

5. METODO DE APLICACIÓN DE UN FLUIDO DE CORTE

Para que un fluido de corte cumpla su función para reducir temperatura y fricción, existen métodos de aplicación. El método más común es la inundación, llamada algunas veces enfriamiento por inundación, debido a que se usa generalmente con fluidos de enfriamiento. En este método, se dirige una corriente constante del fluido hacia la interface herramienta-trabajo o herramienta-viruta de la operación de maquinado.

Un segundo método, consiste en la aplicación de niebla, usada principalmente para fluidos de corte basados en agua. En este método se dirige el fluido hacia la operación en forma de niebla acarreada por una corriente de aire presurizado.

Por último, se usa la aplicación manual del fluido por medio de una aceitera o brocha para aplicar lubricantes. Este método de aplicación no es recomendado debido a la variabilidad en las dosificaciones del fluido.

6. VENTAJAS ECONÓMICAS DE LOS FLUIDOS DE CORTE

1. Reducción de costos2. Aumento de velocidad de producción3. Reducción de costos de mano de obra4. Reducción de costos de potencia y energía5. Aumento en la calidad de acabado de las piezas producidas

7. CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS PARA CORTE

1. Buena capacidad de enfriamiento2. Buena capacidad lubricante3. Resistencia a la herrumbre4. Estabilidad (larga duración sin descomponerse)5. Resistencia al enrancia miento6. No tóxico7. Transparente (permite al operario ver lo que está haciendo)8. Viscosidad relativa baja (permite que los cuerpos extraños la

sedimentación)9. No inflamable

8. PROCESOS PRODUCTIVOS EN LOS QUE INTERVIENEN LOS FLUIDOS DE CORTE

PROCESOS PRODUCTIVOS Y MATERIALES A TRANSFORMAR

Los procesos productivos son muy variados pudiendo enumerar como principales las siguientes

- Rectificados (plano, cilíndrico, sin centro y lento).

- Torneado / fresado.

- Roscado / escariado.

- Taladrado (profundo).

- Corte (con sierra).

- Otros (troquelado, enderezado, etc.).

 

Por su parte las principales actividades industriales en las que se usan fluidos de corte son

- Primera transformación de metales (laminación, corte...).

- Fabricación de tubos.

- Segunda transformación de metales (corte, troquelado...).

- Mecánica de precisión (construcción herramientas, máquinas...).

- Industria del vidrio.

 

Los metales a transformar en los procesos antes citados son fundamentalmente

- Acero al carbono (para la construcción resistencia media a tensión).

- Acero inoxidable (como cromo aleaciones resistencia alta tensión).

- Acero para herramientas (con titanio, níquel... resistencia alta tensión).

- Fundición de hierro.

- Metales ligeros aluminio y aleaciones de magnesio.

- Metales de "color" cobre y aleaciones.

9. EFECTOS DE LOS FLUIDOS DE CORTE

Los efectos de dichos productos se deben contemplar desde dos perspectivas distintas: el medio ambiente y la salud del usuario.

IMPACTO AMBIENTALEl impacto ambiental de los fluidos de corte se centra fundamentalmente en la problemática que pueden plantear las emisiones a la atmósfera, de productos agresivos procedentes de la incineración de residuos aceitosos conteniendo cloro orgánico (lluvia ácida,deterioro de la capa de ozono, etc.) y los vertidos de aguas residuales conteniendo restos de derivados fenólicos que pueden contaminar un ecosistema.

EFECTOS SOBRE LA SALUD DEL USUARIO

La manipulación de aceites y taladrinas comporta básicamente tres tipos de riesgos potenciales:

Afecciones cutáneas. Alteraciones del tracto respiratorio. Cáncer.

Las lesiones de la piel constituyen el riesgo más extendido y mejor estudiado que se deriva del uso y exposición a fluidos de corte. Tales afecciones se deben a la naturaleza irritante de dichos productos, así como a la agresividad de muchas de las sustancias que integran su formulación. descomposición térmica que experimentan los fluidos de corte durante el mecanizado origina la formación de aerosoles y nieblas, cuya inhalación puede ocasionar riesgos para la salud de las personas expuestas. Irritación de vías respiratorias, neumonía lipoide, fibrosis pulmonar y asma bronquial son algunos de los efectos recogidos en la bibliografía que las nieblas de dichos fluidos pueden ocasionar sobre el aparato respiratorio

Hay cuatro componentes en los fluidos de corte que se consideran un peligro para la salud humasna y lemedio ambiente . estos componenetes hasn sido considerados como peligrosos por entidades o programas como la national toxicology program en USA , la convención de oslo y un proyecto del adirectiva de la Unión Europea.

Los componenetes son: Dietamina y derivados Nitrito sódico ,alquifenoles y acido cresilico Parafina cloradas Biocidas

Parámetros a controlar en un fluido de corte :Criterio de selección de aceites de corte:

Carbonos aromáticos < 10% HAP, como benzo(a)pireno < 0,03 mg/l Cloro orgánico < 0,1 %

Criterio de selección de taladrinas: Nitritos, como NO2-< 1 mg/l N-nitrosodietanolamina (NDELA) < 0,03 mg/l Derivados fenólicos, como fenol < 0,05 mg/l Cloro orgánico < 0,1 % lFormaldehido: ensayo de color positivo con el ácido cromotrópico (con

carácter orientativo no excluyente). En tal caso, se controla en la atmósfera de trabajo.

Parámetros a controlar en el producto en uso

Considerando que los productos en uso han sido seleccionados inicialmente de acuerdo con el criterio propuesto en el punto anterior, su control de seguirniento comprenderá los siguientes aspectos:

Aceites De Corte En Uso

Abonos aromáticos

benzo (a) pireno

Taladrinas

nitratos (en el agua de dilución)

nitritos

N- nitros odietanolamina

Otros parametros (pH, concentración de productos y población microbiana)

10.CONTROL DE LA ATMOSFERA DE TRABAJO

Los parametos a controlar en la atmosfera de trabajo, donde llevan a cabo las operaciones de mecanizado son los siguientes:

Aerosoles de aceite

Aerosles de taladrina

Otros contaminantes

o Fomaldehido

o Amoniaco

o Sulfuro de hidrogeno

o Fosfamina

Aerosoles de aceite

Se pueden considerar como aerosoles de aceite las mezclas complejas constituidas por la suspensión d partículas liquidas o solidas, de de naturaleza variable, procedentes de la disgregación, pirolisis y condensación de los aceites de corte y que asu vez pueden arrastrar partículas metálicas de las piezas

mecanizadas. El contol de los aerosoles de aceite debe comprender el muestreo y deteminacion de los siguientes contaminantes:

Niebla de aceite

Elementes metálicos (componentes de la pieza y de la herramienta)

Hap, como benzo (a) pireno

11.OTROS CONTAMINANTES

Eventualmente, pueden controlarse:

Formaldehído

El control de este contaminante, debe llevarse a cabo en los siguientes casos:

Cuando se disponga de información del proveedor, en la que se revele la existencia de algún bactericida liberador de formaldehido

Cuando no se disponga de información del proveedor y el ensayo de ácido cromotrópico índice la presencia del contaminante aunque pude tratarse de u falso positivo

Siempre que por cualquier medio (ejemplo percepción organoléptica ) se tenga la sospecha de que la taladrina en estudio pueda contener el contaminante considerado

Amoniaco

la presencia de este contaminante en la atmosfera de los talleres de mecanizado, podría relacionarse con la degradación de las aminas y de ciertas sustancias nitrogenadas contenidas en la mayoría de los fluidos acuosos

sulfuro de hidrogeno

La aparición de este contaminante en la atmosfera de trabajo esta asociada a la presencia de microorganismos anaeróbicos del genro desulfovibrio, que se desarrollan enlos sistemas y depósitos mal airados

12.  CONDICIONES A TENER EN CUENTA PARA EL MANEJO SEGURO:

No guardar ni consumir alimentos o bebidas, ni fumar en los lugares donde se utilicen estos productos.

Evitar el contacto con la piel, así como la impregnación de la ropa con aceites de corte y taladrinas.

No reutilizar botellas de agua o contenedores de bebidas, rellenándolos con los productos en cuestión. Cuando sea necesario trasvasarlos desde su envase original a otro más pequeño, usar recipientes especiales para productos químicos y etiquetarlos adecuadamente, debiendo permanecer siempre bien cerrados.

En caso de duda, consultar la ficha de seguridad de cada producto en particular.

13.PRIMEROS AUXILIOS: En caso de inhalación: Respirar aire fresco. Si fuera preciso, practicar

respiración boca a boca o mediante medios instrumentales. En caso de contacto con la piel: Lavarla con abundante agua. Si se ha

impregnado la ropa, debe retirarse de inmediato y cambiarse por otra limpia.

En caso de contacto con los ojos: Enjuagarlos con abundante agua durante unos 10 minutos, manteniendo los párpados abiertos. Aplicar un colirio y, si es necesario, acudir a un oftalmólogo.

En caso de ingestión: No inducir el vómito. Beber agua en abundancia. En caso de duda sobre cualquiera de los puntos anteriores:

Avisar al Gabinete Médico, ext.: 74070 / 74071 o a Seguridad, ext.: 78888.14.AGENTES EXTINTORES:

Los aceites de corte presentan por lo general, un elevado punto de inflamación y las taladrinas son disoluciones acuosas no inflamables en la mayoría de los casos. No obstante, en caso de incendio en el que se hallen implicados estos productos, evitar la inhalación de los gases formados. Pueden utilizarse como agentes extintores espuma, polvo seco y nieve carbónica (CO2). El agua puede resultar ineficaz

15. MEDIDAS A TOMAR EN CASO DE VERTIDO:Recoger el vertido con un adsorbente tipo sepiolita e introducirlo en un recipiente cerrado, debiendo tratarse como residuo especial y evitando, por todos los medios posibles, que alcance los desagües.

16. ELIMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS Y ENVASES:Los residuos de aceites de corte y taladrinas se consideran especiales, debiendo ser tratados y eliminados por un gestor autorizado.

Conclusión:

En vista de los problemas ambientales y de salud para los operarios en contacto con los fluidos de corte, se viene prestando especial atención a la eliminación de los fluidos de corte de los procesos productivos o a remplazar sus bases lubricantes por otras biodegradables, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente. Actualmente bajo el término "biodegradable" se incluyen aceites vegetales, poliglicol éteres y ésteres sintéticos y entre los esteres diésteres, polyol ésteres y fosfato esteres. De hecho, el mecanizado en seco o con estos fluidos de corte alternativos, se ha convertido en tema prioritario de investigación en aquellos países de la UE donde los costes de gestión de los residuos encarecen notoriamente los procesos de fabricación con fluidos convencionales. Lamayoría de ellos se están realizando en Alemania, liderados por empresas tan significativas como Bosch, BMW y Mercedes Benz. Sin duda la demanda de la sociedad por el respeto al medio ambiente afecta también a nuestra industria con una presión todavía incipiente pero sin duda creciente, por lo que conviene ir actualizando nuestros sistemas productivos a las nuevas exigencias.

Y debemos de realizar buenas practicas como :

Utilización de aceites base de origen vegetal o sintético, biodegradables y de bajo impacto.

Tendencia a la utilización de aditivos que den lugar a bajos valores de demanda de oxigeno para su degradación.

Eliminación de los hidrocarburos clorados en las formulaciones. Reducción del nivel de aromáticos por debajo del 8% por su relació con

el cáncer de piel. Reducción del uso de nitrito sódico como inhibidor de corrosión. Estudio y reducción de la utilización de biocidas. Eliminación del uso de metales pesados (Zn,Cu) en las formulaciones Reducción del uso de lubricantes miscibles en agua.

Bibliografía:

www.sandvik.coromant.com 

www.solomantenimiento.com/articulos/m- fluidos - corte -taladrinas LABORDA, R., VELASCO, J. y MEGIAS, J.

Fluidos de corte: tecnología y prevención de riesgos higiénicos Asociación para la Prevención de Accidentes. San Sebastián. 1987

LABORDA, R., VELASCO, J. y RUIZ, S. Prevención primaria de los riesgos derivados de la exposición a N-nitrosaminas contenidas en taladrinas Medicina y Seguridad del Trabajo. 1992, 155, 43-48

Criterios de control de riesgos higiénicos derivados de los fluidos de corte en el ámbito laboral y en el medio ambiente. Tesis Doctoral Universidad de Valencia. Valencia. 1992

Libro GTZ tecnología de los metales s.wikipedia.org/wiki/Taladrina www.metalactual.com/revista/31/insumos_fluidos